2.1.3 膠體保護劑的影響

　　無皂乳液聚合過程中無需添加乳化劑，但為了使制得的乳液穩(wěn)定，需在反應體系中加入膠體分散保護劑。聚乙烯醇（PVA）具有獨特的皮膜柔韌性、平滑性、耐油耐溶劑性、氣體阻絕性、耐磨性和透光性等優(yōu)點，可作為無皂乳液聚合時的膠體分散保護劑。但PVA一般不單獨使用，而與淀粉、塑膠、合成樹脂、纖維素衍生物及各類表面活性劑相互混溶，以提高穩(wěn)定性。本試驗選用水溶性的羧甲基纖維素鈉（用量為0.14%）與PVA混溶，以進一步起到增稠、乳化和穩(wěn)定的作用。由于羧甲基纖維素鈉的粘度很大，所以PVA的用量不宜過高。膠體保護劑PVA用量對聚合乳液性能的影響見表1。

　　表1 PVA用量對乳合乳液性能的影響

　　聚合反應過程中，當PVA用量增大到一定程度后，聚合物在固定的空間（PVA界面膜）中進行鏈增長，使乳膠粒子大小趨于均一，同時也能有效地防止粒子的暴聚。當PVA用量過高時，聚合物的玻璃化溫度大幅提高，其制成的膜脆、硬，且斷裂強度下降，用于涂料印花后，織物手感僵硬；此外，大量粒子被包裹在PVA界面膜內(nèi)，使得部分粒子無法發(fā)揮作用。因此，PVA的用量應視聚合過程（乳液穩(wěn)定性和最終的織物風格而定。由表1知，PVA用量為聚合單體總質(zhì)量的1%時，丙烯酸酯無皂乳液的穩(wěn)定性和應用性能較佳。

　　2.1.4 交聯(lián)單體的影響

　　無皂乳液聚合過程中，加入交聯(lián)單體可提高乳液的粘度和耐水性。分別采用N-羥甲基丙烯酰胺（NMA）和丙烯酸羥乙酯（HEA）為交聯(lián)單體，進行無皂乳液聚合。結果發(fā)現(xiàn)，NMA無法完全溶解且會使反應體系出現(xiàn)凝膠，從而影響乳液的外觀及粒徑。此外，由NMA制備的乳液用于涂料印花時，其會在焙烘過程中釋放出甲醛，對人體和環(huán)境造成危害。綜合考慮，選用丙烯酸羥乙酯作為無皂乳液聚合的交聯(lián)單體。

　　HEA用量對聚合乳液性能的影響見表2。

　　表2 HEA用量對聚合乳液性能的影響

　　由表2可知，HEA用量較低時，隨HEA用量增加，聚合乳液的穩(wěn)定性增加；當HEA用量超過3.0%時，聚合乳液的性能大幅度下降，且凝膠現(xiàn)象劇增。這可能是由于交聯(lián)單體增加：交聯(lián)程度增加，聚合乳液的粘度稍大，穩(wěn)定性變差，出現(xiàn)凝膠。綜合考慮，選定丙烯酸羥乙酯（HEA）用量為3.0%。

　　2.1.5 功能單體的影響

　　在無皂乳液聚合中引入少量甲基丙烯酸或丙烯酸水溶性單體進行共聚，可制得粒徑小、分布均勻的乳液，并改善乳液的貯存穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和成膜性等。

　　本試驗嘗試采用兩種功能性單體丙烯酸（AA）和甲基丙烯酸（MAA）進行共聚，結果發(fā)現(xiàn)，聚合體系中加入AA單體后，乳液不穩(wěn)定。這可能是由于AA的親水性相對較強，易在水中發(fā)生均聚而導致聚合過程和最終乳液不穩(wěn)定。而在聚合體系中加入MAA后，聚合過程和最終乳液的穩(wěn)定性較好。這可能是因為MAA的結構中比AA多一個甲基（-CH3），親油性增強，從而起到較好的乳化、分散作用。MAA對聚合乳液性能的影響見表3。

　　表3 MAA用量對聚合乳液性能的影響

　　根據(jù)表3結果，并結合聚合乳液的應用性能，最終確定MAA用量為10%。

　　2.1.6 丙烯酸酯無皂乳液的性能

　　由優(yōu)化的無皂乳液聚合工藝制備的丙烯酸酯類乳液的性能見表4。

　　表4 丙烯酸酯類涂料印花粘合劑的性能

　　由表4可知，除乳液的耐酸性較差外，其它各項性能均良好。這是因為，處于一定的酸性條件下，該乳液體系乳膠粒表面的羧基負離子會吸收質(zhì)子而變成羧酸，導致乳膠粒相互粘連而發(fā)生凝聚。

　　2.2 丙烯酸酯無皂乳液的性狀分析

　　2.2.1 DSC分析

　　圖2為丙烯酸酯無皂乳液的DSC圖。

　　圖2 丙烯酸酯無皂乳液的DSC圖

　　由圖2可知，DSC圖中只存在一個轉(zhuǎn)變溫度，即玻璃化溫度（Tg=49.3℃），說明合成的丙烯酸酯類無皂乳液為共聚物，并非自聚物。由DSC分析可知，丙烯酸酯單體聚合屬于自由基聚合反應，在反應過程中沒有發(fā)生均聚和自聚。但由于反應時加入了功能性單體和膠體保護劑（它們的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高），導致聚合物的玻璃化溫度大大提高，將此聚合物用作織物印花的粘合劑會使織物手感變硬，因此，還需進一步改進合成工藝，以使織物獲得更好的手感。